Устройство для бездугового отклонения питающих линий постоянного тока высокого напряжения Советский патент 1977 года по МПК H01H9/30 H02J1/00 

На фиг. 1 изображена схема описываемого устройства, выполненная нрименительно к нодстанции с многофазными выпрямителями, собранными по нулевой схеме; на фнт. 2 - тоже, с выпрямителями, собранными по мостовой схеме; на фиг. 3 - кривые токов в элементах устройства В момент отключения питающей

ЛИНИИ.

На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения:А - выпрямители подстанции; Б - блок для отключения питающей липии; В - промежуточные щины выпрямленного напряжения.

Блок Б содержит тиристоры 1, блок 2 управления тиристорами, быстродействующий отделитель 3 с приводом 4, защитный блок 5 питающей линии, блок 6 выдержки времени, дополнительный вентиль 7 и разъединитель 8 питающей линии. На фит. 3 приняты следующие обозначения: /о - начальное значение тока питающей

линии;

/у - ток уставки защитного блока питающей линии, достигаемый в момент ь и - момент окончания передачи тока из

отделителя в цепи тиристоров; /3 - момент прекращения подачи отпирающих импульсов на тиристоры; 4 - момент автоматического включения

дополнительного вентиля; 5-момент окончания протекания тока

через устройство;

i - ток через устройство и в цепи отключаемой питающей линии при отсутстВИИ дополнительного вентиля; fo - ток через устройство при наличии дополнительного вентиля; 1ф - ток в отключаемой питающей линии при наличии дополнительного вентиля;

tp - ток через дополнительный вентиль. Устройство по схеме на фит. 1 работает следующим образом.

В нормальном режиме питания нагрузки быстродействующий отделитель 3 включен и своими контактами шунтирует тиристоры 1 по всем фазам устройства, так что ток нагрузки протекает -по ним, а не через тиристоры. Однако блок 2 управления подает на все тиристоры отпирающие импульсы и, таким образом, держит тиристоры в готовности в любой момент начать проводить ток.

При повреждении на питающей линии в момент ti защитный блок 5 срабатывает и подает сигнал на отключение быстродействующего отделителя. Одновременно с этим защитный блок 5 через блок 6 выдержки времени подает сигнал на блок 2 управления, который с момента поступления сигнала прекращает подачу отпирающих импульсов на тиристоры устройства. В результате происходят последовательная передача тока нагрузки тиристорам, заканчивающаяся в момент tz, отключение тиристоров всех фаз устройства, кроме одной последней, Б момент з, автоматическое подключение дополнительного вентиля 7 в момент t, ускоряющее отключение тока, и, наконец, отключение тока, заканчиЁающееся в момеит sС момента 4, когда проводит ток последняя фаза устройства, этот ток поддерживается двумя э. д. с.: периодической э. д. с. последней, подключенной через тиристор фазы трансформатора и апериодической э.д. с. самоиндукции, возбуждаемой в индуктивности всей цепи тока. По этой причине, начиная с момента /з, ток в цепи можно рассматривать состоящим из двух составляющих - периодической и апериодической, вызванных соответственно периодической и апериодической составляющими напряжения.

При отсутствии дополнительного вентиля этот ток изменяется по медленно спадающей пульсирующей кривой (кривая i на фиг. 3). При наличии же дополнительного вентиля в некоторый момент t, когда скорость изменения тока в отключаемой питающей линии отрицательна, отрицательное активное падение напряжения в ней уравновешивается положительным индуктивным падением напряжения, потенциалы общей точки соединения тиристоров с отделителем и шины противополол :ной полярности (шины «- «а фиг. 1) становятся равными, открывается и начинает проводить ток дополнительный вентиль 7.

Открытие вентиля 7 разделяет отключаемую цепь на две: цепь отключаемой линии, в которой под действием затухающей э.д.с. самоиндукции проходит затухающий апериодический ток 1ф, и цепь выпрямительных агрегатов и тиристоров устройства, в которой под действием периодической э.д.с. фазы трансформатора протекает круто спадающий ток to. являющийся током к. 3. последней, еще не отключенной фазы трансформатора.

Оба эти тока замыкаются через дополнительный вентиль, но направлены в разные стороны. При 4 они равны, а при ток Io меньше тока ц, так что суммарный ток через вентиль tp в прямом направлении равен 1ф-Io. В момент и ток to становится равным нулю, после чего последний тиристор устройства закрывается и питающая линия отключается от подстанции, хотя в самой питающей линии еще некоторое время протекает затухающий ток ц. При необходимости сокращения времени протекания тока в цепи отключаемой линии последовательно с дополнительным вентилем 7 может быть включено гасящее сопротивление. Процесс восстановления питания по отключенной линии происходит в следующем порядке: возобновляется подача отпирающих импульсов на все тиристоры устройства и вслед за этим сразу же включается быстродействующий отделитель.

При необходимости обеспечения работы на отключенной линии последняя отсоединяется разъединителем 8. Аналогично работает устройство по схеме на фиг. 2 с той только разницей, что при отключении последними перестают проводить ток сразу два тиристора, принадлежащие двум разным плечам моста устройства.

Технико-экономическая эффективность устройства существенно зависит от напряжения цепей постоянного тока, в котором оно используется. Применение предлагаемого устройства на тяговых подстанциях постоянного тока относительно низкого напряжения (до 6 кВ включительно) позволяет упростить схему подстанции, уменьщить объем ее закрытой части и сэкономить значительные средства за счет уменьщения эксплуатационных расходов, в том числе и за счет несоизмеримо больщего -срока службы устройства по сравнению с известными дуговыми аппаратами.

Формула изобретения

Устройство для бездугового отключения питающих линий постоянного тока высокого напряжения, отходящих от преобразовательных

подстанций с многофазными выпрямителями, содержащее тиристоры с блоком управления ими, включаемые последовательно с вентилями фаз выпрямителей, и быстродействующий многофазный отделитель, отличающеес я тем, что, с целью повыщения вадежности и быстродействия при отключении питающих линий, контакты отделителя в каждой фазе подсоединены параллельно тиристорам, а между

общей точкой соединения тиристоров и отделителя и общей ЩИНОЙ подстанции противоположной полярности подключен дополнительиый вентиль в направлении, обратном полярности выпрямленного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 179373, М. Кл.2 Н 02М 3/135, 1963.

2.«Выключатели высокого напрял ения, М., «Энергия, 1969, статья Динда и др. «Выключатели для высоковольтных передач постоянного тока (прототип).

1, -- Л2 / ./i/i/

if.